- 光的折射定律
- 共1641题
(选修3-4模块)
(1)下列说法中正确的有
A.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的
B.水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D.声源向静止的观察者运动,观察者接收到的频率小于声源的频率
(2)如图1所示为一个向右传播的t=0时刻的横波波形图,已知波从O点传到D点用0.2s,该波的波速为______m/s,频率为______Hz;t=0时,图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中,向y轴正方向运动的速率最大的质点是.
(3)图示2是一透明的圆柱体的横截面,其半径R=20cm,折射率为,AB是一条直径,今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体,试求:
①光在圆柱体中的传播速度;
②距离直线AB多远的入射光线,折射后恰经过B点.
正确答案
(1)A、根据相对认原理可知,不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的.故A正确.
B、水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象.故B正确.
C、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理.故C错误.
D、声源向静止的观察者运动时,产生多普勒效应,则观察者接收到的频率大于声源的频率.故D错误.
故选AB
(2)已知波从O点传到D点用0.2s,则波速为v==
m/s=10m/s.由v=λf得:f=
=
Hz=2.5Hz.t=0时,图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中,向y轴正方向运动的速率最大的质点有D.
(3)①由v=得:光在圆柱体中的传播速度为v=
×108m/s.
②设光线PC经过折射后恰好经过B点,作出光路图如图,由几何知识得:α=2β,又n==
解得,α=60°
光线PC到直线AB的距离为CD=Rsinα=10cm
答:(1)AB;(2)10,2.5,D;(3)①光在圆柱体中的传播速度是×108m/s.②距离直线AB10
cm的入射光线,折射后恰经过B点.
如图所示,空气中有一折射率为的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB.一束平行光平行于横截面,以45°入射角照射到OA上,OB不透光.若只考虑首次入射到圆弧
上的光,则
上有光透出部分的弧长为______.
正确答案
根据折射定律有:=
,可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°.
过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出,C到B之间没有光线射出;越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大,发生全反射的可能性越大.
根据临界角公式:sinC=,得临界角为45°,如果AB界面上的临界点为D,此光线在AO界面上点E入射,在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180°-(120°+45°)=15°,所以A到D之间没有光线射出.由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-(30°+15°)=45°
所以有光透出的部分的弧长为πR.
故答案为:πR.
折射率为的玻璃球,被一束光线照射,若入射角i=600求:
(1)入射处反射线与折射线的夹角;
(2)光线从球射入空气的折射角。(要求画出规范的光路图)
正确答案
(1)入射处反射光与折射光的夹角为(2)
本题考查的是光的折射的问题,根据折射定律,折射角为30°,根据反射定律可知反射角为60°,入射处反射光与折射光的夹角为
;再根据折射定律可计算出光线从球射入空气的折射角为60°;
如图所示,截面为等腰三角形的玻璃砖,顶角为30°,入射光线DO垂直于AB边射入玻璃内,从AC边射出时偏向角为30°,则此玻璃的折射率为______.
正确答案
当光垂直入射时,由于入射角为零,所以折射角也为零.
由于三棱镜的顶角是30°可知,当光再次入射时,入射角为30°,而折射角则为60°,
由折射定律可求出折射率n==
.
故答案为:.
如图所示,OBCD为半圆柱体玻璃的横截面,OD为直径,一束由红光和紫光组成的复色光沿AO方向从真空斜射入玻璃,B、C点为两单色光的射出点(设光线在B、C处未发生全反射)。已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为t。
①若OB、OC两束单色光在真空中的波长分别为λB、λC,试比较λB、λC的大小。
②求从C点射出的单色光由O到C的传播时间tC。
正确答案
(1)λB<λC;(2)t
试题分析:①红光的折射率小,频率小,波长大。进入玻璃后红光偏折得少,故光为红光,故λB<λC(2分)
②如图,作界面的法线,设圆柱体的直径为,入射角为θ,折射角分别为θB、θC,连结、。(1分)
由折射定律得(1分)
(1分)
故(1分)
已知(1分)
所以(1分)
即(1分)
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